Ideálne Plyny A Tak Flashcards
Aký je ideálny plyn?
- Je to teoretický model plynné skupenstva (neexistuje).
- Je dokonale rozpínavý- medzi jeho časticami nie sú žiadne príťažlivé sily
- Dokonale pružné zrážky častíc- rýchlosť pred a po náraze sú rovnako veľké, nedochádza k výmene energie/ vnútorná energia zostáva rovnaká.
- rozmery častíc plynu sú neporovnateľne menšie s ich vzájomnou vzdialenosťou
Podľa čoho sa dajú vytvoriť skupiny molekúl v plyne v nádobe?
Aj vzorec
-plyn v nádobe má N molekúl -pohybujú sa rôznymi rýchlosťami a dajú sa vytvoriť skupiny molekúl podľa rýchlosti
-musí platiť, že každá molekula musí byť niekde zaradená (1 molekula v 1 skupine)
Ek= 1/2m.v1²
➡️Ek=1/2m.v1².N1 (N1 molekúl)
➡️Ek=1/2N1.m.v1²
Ako vypočítať celkovú kinetickú energiu sústavy?
Ek1+Ek2+Ek3+…..+Eki= Ek celej sústavy
(Keď vyrážam kinetickú energiu všetkých skupín, dostaneme Ek celej sústavy)
-ak jednotlivé rýchlosti nahradíme jednou (približne priemernou rýchlosťou), vieme vypočítať celkovú kinetickú energiu sústavy tak, že hodnota celkovej kinetickej energie zostane zachovaná
➡️vk²
Stredná kvadratická rýchlosť
- v²k
-priamo úmerne závisí od tepla (T)
vk=odmocnina 3kT/m⁰
v²k= 3kT/m⁰
➡️k= Boltzmanova konštanta k=1,38.10‐²³J.K‐¹
➡️m⁰=hmotnosť (molekuly)
➡️T=termodynamická teplota plynu
v²k=3kT/m⁰ /.m⁰
m.v²k=3kT /.1/2 (pretože kinetická en.)
Eko=3/2kT
➡️molekuly ideálneho plynu majú strednú kinetickú energiu, ktorá je priamo úmerná termodynamickej teplote plynu
V nádobe s objemom 10dm³ je dusík pod tlakom 15MPa a teplotou 300K. Akú hmotnosť má dusík, ak ho považujeme za ideálny plyn?
p.V=m/Mm.Rm.T
➡️Mm= 28krát 10‐³kg.mol‐¹
➡️Rm nájdi v učebnici
Stavové veličiny
-Tlak, termodynamická teplota, objem
p, T, V
➡️opisujú stav sústavy
-počet častíc, hmotnosť, mólová hmotnosť
N, m, Mm
➡️veličiny, ktoré pomáhajú opísať vlastnosti plynu
Opis vlastností plynu, stavová rovnica
1.) p.V=N.k.T
2.) p.V=m/Mm.Rm.M
3.) p.V/T=konštanta
➡️Rm je mólová plynová konštanta
Napr. pri zahrievaní plynu p1V1/T1=p2V2/T2
-stavová rovnica závisí od toho, čo je o plyne udané
71/3,5?
m=1.68kg
Kruhový dej
-cyklický dej
-plyn sa stále vracia do toho istého stavu p1V1T1
-skladá sa z dvoch izochov a dvoch izoterm
➡️veľkosť V jedného cyklu= obsah obdĺžnika
➡️W=W1-W2
(W1=plocha pod hornou izotermou, W2=plocha pod dolnou izotermou)
- Pri dodávaní Q…V1 zostáva (teda plyn nekoná prácu) p1➡️p2…..W=0J (plyn nekoná prácu)
- V2➡️V3 (V3>V1), p2➡️p3 (p3
Účinnosť tepelných motorov
-neexistuje periodicky pracujúci tepelný stroj, ktorý by energiu od ohrievača iba prijímal a vykonával by rovnako veľkú W ako je energia od ohrievača
➡️ takýto stroj by sme nazývali perpetuum mobile druhého druhu➡️ II. TDZ
WQ2
W’= Q1-Q2
W/Q1= Y(akože) -účinnosť <1 (100%)
Y=T1-T2(teplota)/T1(teplota) < 1 = 1-T2/T1
Izotermický dej
T1=T2 p1V1/T1=p2V2/T2 p1V1=p2V2 p.V=konštanta ➡️súčin tlaku a objemu je stály p.V/T=konštanta -teplota T je stála/konštantná -hmotnosť m je stála -mení sa objem V -mení sa tlak p -graf: izoterma
-
Izochorický dej
-dej, pri ktorom je objem V plynu stály
-keď zohrievame plyn s určitou hmotnosťou tak, že jeho objem zostáva stály, zväčšuje sa jeho tlak
-pri izochorickom deji V1=V2 dostaneme p1/T1=p2/T2
p/T=konštanta
-pri izochorickom deji s ideálnym plynom stálej hmotnosti je tlak plynu priamo úmerný jeho termodynamickej teplote
➡️ p1/T1=p2/T2=p3/T3=konštanta
-izochora
(-zvyšuje teplotu, ostatné veličiny sa menia súčasne)
Izobarický dej
-dej, pri ktorom je tlak plynu p stály
-keď zohrievame plyn s istou hmotnosťou tak, že jeho tlak udržiavame stály, zväčšuje sa objem plynu
-tlak je v začiatočnom aj konečnom stave rovnaký (p1=p2)
V1/T1=V2/T2
V/T= konštanta
-objem plynu priamo úmerný jeho termodynamickej teplote
➡️V1/T1=V2/T2=V3/T3=konštanta
-izobara
Adiabatický dej
-neprebieha tepelná výmena medzi plynom a okolím
Q=0J
➡️I. TDZ (🔺️U=Q+W) ➡️ 🔺️U=W
-pri adiabatickom stlačení plynu v nádobe sa pôsobením vonkajšej sily na piest koná práca
➡️teplota plynu a jeho vnútorná energia sa zväčšujú
-pri adiabatickom rozpínaní prácu koná plyn
➡️teplota plynu a jeho vnútorná energia sa sa zmenšujú
-zvýšenie teploty plynu pri adiabatickej kompresii a zníženie pri adiabatickej expanzii zisťujeme termočlánkom prispôsobeným na citlivý galvanometer
-platí Poissonov zákon p.Vmocninové písané H
H=cp/cv
cp>cv=>H>1
-adiabata
Adiabatické deje
->vysvetlenie z hľadiska molekulárnej fyziky
-kým je piest v pokoji, veľkosť rýchlosti molekúl sa po odraze od stien nemení, preto teplota plynu zostáva stála
-pri zmenšovaní objemu plynu posuvným pohybom piesta v nádobe sa molekuly plynu odrážajú od pohybujúceho piesta s väčšou rýchlosťou, ako keď je piest v pokoji
‘-> zväčšuje sa kinetická energia-> zvyšuje sa teplota a vnútorná energia plynu
- pri rozpínaní plynu je piest plynom z nádoby vytláčaný a molekuly plynu sa od neho odrážajú s menšou rýchlosťou, ako keď je piest v pokoji
- ->teplota aj vnútorná energia sa zmenšujú
